JP2007216526A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な放熱フィンと冷却ファンのレイアウトを持つプリンタ装置を提供する。
【解決手段】サーマルヘッドが貼り付けられた金属部材と、サーマルヘッドに直線状に配列された発熱部に平行な方向を長手方向として前記金属部材に密着して取り付けられたヒートパイプと、ヒートパイプの一端に結合された放熱フィンと、放熱フィンの前記ヒートパイプとの結合部ではない箇所に対向して設けられた冷却ファンと、インクが塗布されたインクシートと、インクシートを収納したインクカセットと、を設ける、そして、プリンタ装置に対して放熱フィンが設けられた側と反対の側からヒートパイプの長手方向と平行にインクカセットが着脱可能であって、ヒートパイプの長手方向が略水平になるように設置して使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像情報を基づいて記録紙等の被記録材に印画するプリンタ装置に関する。

従来、コンピュータの出力装置やデジタル映像の出力装置としてのプリンタ装置は、記録方式に応じて、熱転写式プリンタ装置、インクジェットプリンタ装置、レーザープリンタ装置、ワイヤードットプリンタ装置などに分類できる。そのうち、ライン熱転写式プリンタ装置は、インクシートおよび記録紙を用い、主走査方向に配列された複数個の発熱体を選択的に駆動して、インクシートと記録紙とを副走査方向に搬送することにより、記録紙にドットライン状に印画を行うものである。

近年、入力側であるデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、スキャナ等の画像を扱う入力機器の進歩に伴い、熱転写式プリンタ装置に対する注目度が高くなっている。熱転写式プリンタ装置は、静止画を記録するスチルカメラやビデオカメラなどによって撮像された電子画像情報を、コンピュータまたは記録媒体を介してプリント出力するのに好適なプリンタ装置である。

例えば、インクジェットプリンタ装置などの他の方式のプリンタ装置では、ドットを形成するか否かの２値の選択しかないために、小さなドットを記録紙に形成しながら誤差拡散等の手法でみかけの解像度と階調性を得るものである。これに対して、熱転写式プリンタ装置の場合には、１つの画素を制御可能な熱の値を容易に変更できるため、１つの画素に対する階調性を多く取ることが可能である。このため、インクジェットプリンタ装置等の他のプリンタ装置に比べて滑らかで高画質な画像を得ることができるという利点がある。

また、熱転写式プリンタ装置は、記録手段としてのサーマルヘッドの性能や記録紙材料の性能も向上したために、仕上がり品位でも銀塩写真に見劣りしない画像プリントを得ることが可能である。このため、熱転写式プリンタ装置は、近年のデジタルカメラの進歩に歩調を合わせるように、特に自然画像用のプリンタとして注目されている。

さらに、熱転写式プリンタ装置とデジタルカメラ等の撮像機器を直接的に接続することなく、あるいは、一体的に構成して撮影された画像情報をコンピュータなどの画像情報を処理する機器を介することなく、直接的にプリント出力するシステムも登場している。こうしたシステムによれば、デジタルカメラ等からの画像情報を簡単に写真的なプリントアウトを行うことが可能になり、ますます熱転写式プリンタ装置に対する注目度が高くなっている。しかしながら、熱転写方式ではフルカラー印刷を行うためには、複数色のインクを繰り返し重ねて転写する必要がある。以下これを実現させるための一般的な構成を説明する。

図２に従来の熱転写式プリンタの一般的な構成例を模式図で示す。印刷はインクシート１７と記録紙１０をサーマルヘッド１１で圧接し、サーマルヘッド１１の発熱部１１ａによりインクシート１７上のインクを記録紙上に熱転写させながら、印画方向下流に設けた１対のローラ１２で記録紙を搬送させて行う。１色目の印画を終えた後に次色の印画を行うために、サーマルヘッド１１の圧接を開放し、ローラ２を印画時とは逆方向に回転させて印画開始位置まで記録紙を戻し、１色目と同様の動作で２色目以降を印画する。インクシート１７は消耗品であり、インクカセット１８内に収納されており、サーマルヘッド１１の長手方向（図示Ａ方向）に着脱可能になっていることが一般的である。

又、サーマルヘッドは発熱によってインクを転写するので印刷動作を行うと蓄熱によって温度が上昇する。しかし、ある想定温度以上に高温になると適正な温度制御が行えなくなり高品位な画像が得られなくなるし、更にある上限温度以上に達するとサーマルヘッド上に実装された電気部品や周辺の機構部品に対して高温による悪影響を与え最悪は故障に至る可能性もある。このような不具合に至らぬようサーマルヘッドの温度上昇を抑制するために、熱伝導性に優れたアルミ等の金属材料で成形された放熱板１３が設けられていることが一般的である。

この放熱板１３はサーマルヘッドの温度上昇特性を十分に考慮して、印刷動作中に想定温度を超え制御不適当になったり、故障に至る危険性がある上限温度に決して到達することの無いように、熱容量や表面積が設定されている。この放熱板は、更に、効率良く熱交換を行うため、冷却ファン１６による空冷を採用していることが一般的である。

実際のプリンタ装置の動作としては、印刷開始時にサーマルヘッドに設けられたサーミスタ（図示せず）によってサーマルヘッドの温度を検出し、予め設定された設定温度以上であれば印刷動作を開始せずに冷却されるのを待つ。冷却後に設定温度を下回った後に印刷動作を開始する。この設定温度は放熱板と冷却ファンを最適に使用しても、印刷中に想定温度や上限温度に到達する可能性ないように設定された温度である。このように温度の低下を待って印刷を開始する「待ち時間」が発生することは、プリンタ装置の印刷完了時間を遅延させる１つの要因となっている。

更に熱交換を効率良く行い温度上昇による待ち時間を短縮するためにヒートパイプによる熱輸送を採用した例も提案されており、下記の文献はその例である。
特開２００４−９３２７号公報 特公平６−６７６５５号公報 特開平５−１０４７０５号公報

しかしながら、従来の技術では下記のような解決されていない課題があった。

特許文献１では熱輸送手段としてヒートパイプが採用されているものの、ヒートパイプに放熱フィンや冷却手段がないため急速な冷却ができず、温度上昇による待ち時間を短縮する効果が余り期待できない。

特許文献２では端部に放熱フィンが設けられ冷却ファンも併用しているので、温度上昇による待ち時間を短縮する効果は期待できる。しかしながら、ヒートパイプが途中で曲がっているため、後述のような問題点が予想される。

一般にヒートパイプは内部に水が封入されており、受熱部で水から気化した水蒸気が放熱部へ移動し、放熱部で水蒸気から液化した水が管周辺に形成されたウイックによって再び受熱部へ戻ってくるというサイクルを繰り返して熱輸送している。従って、放熱部を受熱部より重力方向に関して低い位置に設定すると重力に逆らって水が移動しなければならないため、熱輸送量が低下し熱交換の効率が下がるという問題点がある。

従って、ヒートパイプは重力方向に関して受熱部を下に放熱部を上にレイアウトした方が熱輸送の効率がよい。しかし、近年のプリンタ装置ではユーザーの利便性を考慮してさまざまな設置場所に対応できるように、例えば横置きと縦置きのように複数の設置方向をもったプリンタ装置も多い。

また、製造者側から見た場合、プリンタエンジンが共通で、例えば横置きと縦置きのように異なる設置方向を持った異なるデザインのプリンタ装置を製品化することも多い。このような場合、設置方向によって熱輸送量に変化が生じて温度上昇時の待ち時間が延びてしまうと性能の低下となるので、設置方向によって熱輸送量が変化しないことが最も望ましい。しかし、ヒートパイプが途中で曲がっていると、必ず熱輸送に関して不利な方向が生じてしまうので、このことは特許文献２の構成の問題点といえる。

特許文献３ではヒートパイプはほぼ直線状であるためこの直線方向が水平であることを守れば、ヒートパイプの熱輸送量に不利な方向が生じないので特許文献２の構成の問題点は解消しているといえる。しかし、インクジェット方式を前提にした例であるため、熱転写式プリンタ装置を前提にすると後述のような問題点が予想される。

インクジェット方式の場合、プリントヘッドの周囲でプリントヘッドの長手方向と平行な方向に着脱しなければならない交換部品はない。従って、用紙送り手段の駆動ギアやプリントヘッドを支持する部材やプリントヘッドに給電する配線等のプリントヘッドの周辺にレイアウトしなければならない部品の一部又は全てを冷却ファンと反対側にレイアウトすることが可能である。

一方、熱転写式プリンタ装置の場合、サーマルヘッドの周囲にインクカセットを着脱可能にしなければならないので、冷却ファンの反対側はインクセットを着脱する開口部としなければならない。この結果、用紙送り手段の駆動ギアやサーマルヘッドを支持する部材やサーマルヘッドに給電する配線等をサーマルヘッドの周辺にレイアウトしなければならない部品の全てを冷却ファンと同じ側にレイアウトしなければならない。このため、特許文献３の図１のような位置に冷却ファンをレイアウトすることは、装置が非常に大型化するので現実的ではない。

本発明のプリンタ装置は上記従来の問題点を解決するものであり、放熱フィンを設けたヒートパイプと冷却ファンをあわせたサーマルヘッドの熱交換方式である。このプリンタ装置は、多様な設置方向に対応してもその熱交換効率には原理的に変化がなく、熱転写式プリンタ装置の特徴であるリボンカセットの着脱開口部を考慮した場合に最適な放熱フィンと冷却ファンのレイアウトを提案するものである。

上記問題点を解決するために、本発明のプリンタ装置は、複数の発熱抵抗体を直線状に配列してなる発熱部が形成されたサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドで印刷を行う用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記サーマルヘッドが貼り付けられた金属部材と、前記サーマルヘッドに直線状に配列された発熱部に平行な方向を長手方向として前記金属部材に密着して取り付けられたヒートパイプと、前記ヒートパイプの一端に結合された放熱フィンと、前記放熱フィンの前記ヒートパイプとの結合部ではない箇所に対向して設けられた冷却ファンと、インクが塗布されたインクシートと、前記インクシートを収納したインクカセットと、を有し、プリンタ装置に対して前記放熱フィンが設けられた側と反対の側から前記ヒートパイプの長手方向と平行に前記インクカセットが着脱可能であって、前記ヒートパイプの長手方向が略水平になるように設置して使用することを特徴とする。

本発明のプリンタ装置は、多様な設置方向に対応し、その場合にも、その熱交換効率には原理的に変化がなく、リボンカセットの着脱開口部を考慮した場合に最適な放熱フィンと冷却ファンのレイアウトを実現することが可能とするものである。

図１は本発明の実施形態の熱記録プリンタ装置を示す図である。１は複数の発熱抵抗体を直線状に配列してなる発熱部１ａが形成されたサーマルヘッド、２はサーマルヘッド１で印刷を行う用紙を搬送する用紙搬送手段であるローラ、３はサーマルヘッド１が貼り付けられた金属部材、４はサーマルヘッド１の発熱部１ａに平行な方向を長手方向として金属部材３に密着して取り付けられた曲げ部のない直線状のヒートパイプ、５はヒートパイプ４の一端に結合された放熱フィン、６は放熱フィン５のヒートパイプ４との結合部ではない箇所に対向して設けられた冷却ファン、７はインクが塗布されたインクシート、８はインクシート７を収納したインクカセットである。

インクカセット８はプリンタ装置に対して放熱フィン５が設けられた側と反対の側からヒートパイプ４の長手方向（図示Ａ方向）に着脱可能であって、ヒートパイプ４の長手方向（図示Ａ方向）が略水平になるように設置して使用することを特徴としている。

図１のとおり、本発明のプリンタ装置は、特許文献２に記載と同様な放熱フィンを設けたヒートパイプと冷却ファンをあわせたサーマルヘッドの熱交換方式である。しかし、特許文献２に記載のプリンタ装置と異なって、本発明のプリンタ装置は、そのヒートパイプが直線的である。このため、その長手方向が水平となることを守れば、多様な方向に設置してもその熱交換効率には原理的に変化がない。

また、本発明のプリンタ装置はヒートパイプの先端の放熱フィンの接合部に対向して冷却ファンを配置している特許文献３に記載のプリンタ装置とは異なり、ヒートパイプの先端の放熱フィンの接合部から十分離れた部分に対向して冷却ファンを配置している。リボンカセットの着脱開口部を考慮すると、用紙送り手段の駆動ギアやサーマルヘッドを支持する部材やサーマルヘッドに給電する配線等をサーマルヘッドの周辺にレイアウトしなければならない。

特許文献３に記載のプリンタ装置の構成ではヒートパイプの先端の放熱フィンの接合部に対向して冷却ファンを配置している。この結果、用紙送り手段の駆動ギアやサーマルヘッドを支持する部材やサーマルヘッドに給電する配線等を配置するスペースが十分に確保されていない。

一方、本発明のプリンタ装置を示す図１の構成によれば、ヒートパイプの先端の放熱フィンの接合部から十分離れた部分に対向して冷却ファンを配置している。このため、用紙送り手段の駆動ギアやサーマルヘッドを支持する部材やサーマルヘッドに給電する配線等を図示領域Ｂに配置することが可能である。すなわち、プリンタ装置として、最適な放熱フィンと冷却ファンのレイアウトであるといえる。

本発明の実施形態の熱記録プリンタ装置を示す図である。 従来の熱転写式プリンタの一般的な構成例を模式図である。

符号の説明

１ サーマルヘッド
２ ローラ
３ 金属部材
４ ヒートパイプ
５ 放熱フィン
６ 冷却ファン
７ インクシート
８ インクカセット

Claims (3)

1. 複数の発熱抵抗体を直線状に配列してなる発熱部が形成されたサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドで印刷を行う用紙を搬送する用紙搬送手段と、
   前記サーマルヘッドが貼り付けられた金属部材と、
   前記サーマルヘッドに直線状に配列された発熱部に平行な方向を長手方向として前記金属部材に密着して取り付けられたヒートパイプと、
   前記ヒートパイプの一端に結合された放熱フィンと、
   前記放熱フィンの前記ヒートパイプとの結合部ではない箇所に対向して設けられた冷却ファンと、
   インクが塗布されたインクシートと、
   前記インクシートを収納したインクカセットと、を有し、
   プリンタ装置に対して前記放熱フィンが設けられた側と反対の側から前記ヒートパイプの長手方向と平行に前記インクカセットが着脱可能であって、前記ヒートパイプの長手方向が略水平になるように設置して使用することを特徴とするプリンタ装置。
2. 複数の方向を設置方向として使用可能であって、全ての設置方向において前記ヒートパイプの長手方向を水平になるように設置して使用することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 前記ヒートパイプが曲げ部のない直線状であることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。